分光法による反応性プラズマ内の非発光ラジカル密度測定法の開発

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01632006
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 後藤 俊夫 名古屋大学, 工学部, 教授 (50023255)
• 研究分担者: 井上 元 国立公害研究所, 主任研究員 (70101053) ; 鷲田 伸明 国立公害研究所, 室長 (70101045) ; 河野 明広 名古屋大学, 工学部, 助教授 (40093025) ; 山田 千樫 分子科学研究所, 助手 (70037266) ; 広田 栄治 総合研究大学院大学, 副学長 (30011464)
• キーワード: シランプラズマ / 赤外レーザー吸収法 / レーザー誘起蛍光法 / SiHm非発光ラジカル / CF非発光ラジカル / 拡散係数 / 反応速度定数 / CF_4プラズマ

研究概要

研究目的
プロセス用反応性プラズマの定量的研究を行うには、薄膜形成の前駆物質として重要な非発光ラジカルの密度を知る必要がある。本研究ではシラン系ラジカルの赤外スペクトル、吸収のf値等を決定すると共に、赤外床び可視レーザ分光法を用いてSiH_m(m=0-3)非発光ラジカル密度(絶対値)測定法を開発し、RFシランプラズマ内のラジカル密度測定を行う。さらにエッチング系のCF_4系ラジカル計測も行い、それらの結果を基に計測法の簡便化を計る。また光イオン化質量分析法等による非発光ラジカルの反応速度定数の測定法の研究も行う。
平成元年度研究成果
63年度は赤外レーザー吸収法による直流パルスシランプラズマ内のラジカル密度及び拡散係数等の測定、可視レーザー分光法によるラジカル密度測定装置の製作を行った。それを発展させて本年度は次の成果を得た。
1.シラン系ラジカルの計測
(1)赤外レーザー吸収法を用いてSiH_2の赤外スペクトル(ν_3、ν_1バンド)の解明を行った。また薄膜作製条件下でRFシランプラズマ内のSiH_3非発光ラジカルの密度(絶対値)の空間分布を測定した。
(2)ホローカソード光源を利用した紫外吸収法によりRFシランプラズマ内のSi原子密度を測定した。
(3)飽和レーゾー誘起蛍光法によるラジカルの可視振動回転線のA係数測定法を確立した。
2.赤外レーザー吸収法を用いてCR_4プラズマ内のCFラジカルの密度及び拡散係数を測定した。
3.光イオン化質量分析法を用いて炭化水素系非発光ラジカルの反応速度定数を測定した。

研究成果

• [文献書誌] N.Itabashi: "Diffusion coefficient and reaction rate constant of the SiH_3 radical in silane plasma" Jpn.J.Appl.Phys.28. 325-328 (1989)
• [文献書誌] T.Goto: "Measurement of the reaction rate constant of the SiH radical in silane plasma using an infrared diode laser absorption method" Proc.of 16th IEEE Int.Conf.on Plasma Science(Buffalo). May. 147-148 (1989)
• [文献書誌] T.Goto: "Measurement method of the SiH_2 radical density using infrared laser absorption method" Proc.of 42th Gaseous Electronics Conf.(Palo Alto). October. 37 (1989)
• [文献書誌] T.goto: "Measurement methods of neutral non-emissive radicals in processing plasmas" Proc.of Jpn.Symp.on Plasma Chemistry. 2. 23-30 (1989)
• [文献書誌] T.Goto: "Detection of radicals in processing plasmas" Proc.of 4th Int.Conf.on Laser Aided Plasma Diagnostics. November. 462-467 (1989)
• [文献書誌] 後藤俊夫: "レーザー吸収法によるシランプラズマ内の非発光ラジカル計測" レーザー学会. 17. 595-603 (1989)
• [文献書誌] C.Yamada: "Detection of the silylene ν_2 band by infrared diode laser kinetic spectroscopy" J.Chem.Phys.91. 4582-4586 (1989)
• [文献書誌] N.Itabashi: "SiH_3 radical density in pulsed silane plasma" Jph.J.Appl.Phys.29. (1990)
• [文献書誌] N.Itabashi: "Spatial distribution of SiH_3 radicals in RF silane plasmas" Jph.J.Appl.Phys.29. (1990)
• [文献書誌] M.Magane: "Measurements of the CF radical in DC pulsed CF_4/H_2 discharge plasma" Jph.J.Appl.Phys.
• [文献書誌] A.Miyoshi: "Reaction of acetaldehyde and acetyl radical with atomic and molecular oxygen" J.Phys.Chem.93. 5813 (1989)
• [文献書誌] A.Miyoshi: "Reactions of hydroxyethyl radicals with oxygen and nitric oxide" Chem.Phys.Lett.160. 291 (1989)
• [文献書誌] A.Miyoshi: "Studies on the reaction of acetyl radical with atomic hydrogen and atomic oxygen" 2nd Int.Conf.on Chemical Kinetics. July. (1989)
• [文献書誌] N.Washida: "Reaction of hydroxyalkyl radicals with molecular oxygen" 1989 Int.Cong.of Pacific Basin Societies. December. (1989)
• [文献書誌] 後藤俊夫: "反応性プラズマの新しい診断技術" 電気学会雑誌. 110. (1989)
• [文献書誌] T.Goto: "Measurement of the Si atom density in RF silane plasma using absorption spectroscopy" 17th IEEE Int.Conf.on Plasma Science. May. (1990)